石秀娟,邱伯雍,魏易洪,吳 瓊,鄧 兵,湯 諾,周 端,唐靖一
心肌缺血是多種心血管疾病發(fā)生發(fā)展的重要機(jī)制,血管新生可促進(jìn)血管側(cè)支循環(huán)建立,改善心肌血供,是治療缺血性心臟疾病的重要研究方向[1]。目前認(rèn)為人參可有效抗心肌缺血,具有很好的心臟保護(hù)作用[2]。而作為人參炮制品的紅參,是否具有促進(jìn)血管生長(zhǎng)的作用目前尚不清楚。
斑馬魚(yú)是一種較好的模式動(dòng)物,廣泛用于各項(xiàng)藥理研究中,亦用于血管生長(zhǎng)的研究。既往研究發(fā)現(xiàn),生曬參水煎液雖然不能促進(jìn)斑馬魚(yú)正常的血管生長(zhǎng),但在較低濃度時(shí)可以抑制血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子酪氨酸酶抑制劑Ⅱ(VEGF receptor kinase inhibitor Ⅱ,VRI)誘導(dǎo)的血管損傷,說(shuō)明生曬參有一定的促進(jìn)血管生長(zhǎng)作用[3]。本研究以紅參為研究對(duì)象,建立斑馬魚(yú)正常血管生長(zhǎng)模型和血管損傷模型,使用紅參水煎液進(jìn)行干預(yù),觀察其對(duì)血管生長(zhǎng)的藥理作用,為后續(xù)的研究奠定相關(guān)基礎(chǔ)。
1.1 動(dòng)物 轉(zhuǎn)基因斑馬魚(yú)(Fli1a-EGFP)由上海中醫(yī)藥大學(xué)附屬龍華醫(yī)院斑馬魚(yú)實(shí)驗(yàn)室提供,使用自動(dòng)循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行喂養(yǎng),方法同文獻(xiàn)[3]。
1.2 藥物、試劑及儀器
1.2.1 藥物 紅參飲片購(gòu)自上海雷允上藥業(yè)有限公司(批號(hào):1712010),使用10倍于生藥的蒸餾水,大火煎煮至沸騰,小火微沸濃縮后再次加入蒸餾水,紗布過(guò)濾后,煎煮濃縮,制備成1 g/mL紅參儲(chǔ)備液,于-20 ℃冰箱保存。
1.2.2 試劑 二甲基亞砜(dimethyl sulfoxide,DMSO)購(gòu)自美國(guó)Sigma公司;VRI購(gòu)自德國(guó)Calbiochem公司,用DMSO溶解成50 mmol/L儲(chǔ)備液,-20 ℃冰箱保存。
1.2.3 儀器 培養(yǎng)箱購(gòu)自德國(guó)Heraues公司;Ti-U熒光倒置顯微鏡購(gòu)自日本Nikon公司。
1.3 實(shí)驗(yàn)方法
1.3.1 紅參水煎液對(duì)正常斑馬魚(yú)模型的作用 選擇3~12個(gè)月齡的成熟斑馬魚(yú),進(jìn)食2 h后按照雌雄1∶1或者1∶2放入產(chǎn)卵缸中,用隔板隔開(kāi),適應(yīng)一晚后,第2天亮燈前抽去隔板,使斑馬魚(yú)產(chǎn)卵。將受精卵放入裝有胚胎培養(yǎng)液(embryo medium,EM)的培養(yǎng)皿中,于28.5 ℃培養(yǎng)箱孵育24 h,選擇狀態(tài)良好的斑馬魚(yú)胚胎,顯微鑷下攝去胚胎卵殼。
紅參水煎液各濃度組采用EM水將紅參儲(chǔ)備液稀釋至不同濃度(1 μg/mL、3 μg/mL、10 μg/mL、30 μg/mL、100 μg/mL),按照每孔1 mL加入24孔板后,加入斑馬魚(yú)幼魚(yú)每孔8條,空白對(duì)照組為1 mL培養(yǎng)液,孵育24 h后更換培養(yǎng)液及藥液,繼續(xù)孵育24 h后熒光顯微鏡觀察腸下血管。
1.3.2 紅參水煎液對(duì)VRI誘導(dǎo)血管損傷斑馬魚(yú)模型的作用 選擇在恒溫箱中孵育24 h、發(fā)育相近的斑馬魚(yú)胚胎,用顯微鑷攝去胚胎卵殼。VRI(50 mmol/L)用EM水稀釋至0.2 μmol/mL,按照每孔1 mL加入24孔板后,加入斑馬魚(yú)幼魚(yú)每孔8條,空白對(duì)照組加入1 mL培養(yǎng)液,VRI組加入1 mL的0.2 μmol/mL VRI,于恒溫箱中孵育24 h,24 h后,抽棄原飼養(yǎng)液,紅參水煎液各濃度組用EM水將紅參儲(chǔ)備液稀釋至不同濃度(1 μg/mL、3 μg/mL、10 μg/mL、30 μg/mL、100 μg/mL),按每孔1 mL加入24孔板,空白對(duì)照組、VRI組各加入1 mL EM水,放回恒溫箱中繼續(xù)孵育24 h后,熒光顯微鏡觀察脊背節(jié)間血管。
1.4 觀察指標(biāo)及方法 將孵育好的斑馬魚(yú)放置于載玻片上,吸去多余水分,于熒光倒置顯微鏡下觀察血管。正常斑馬魚(yú)模型:觀察腸下血管條數(shù)、交叉及出芽,計(jì)算平均出芽數(shù)(出芽數(shù)/該組斑馬魚(yú)數(shù))、平均交叉數(shù)(交叉數(shù)/該組斑馬魚(yú)數(shù)),ImageJ測(cè)量血管直徑。VRI誘導(dǎo)血管損傷斑馬魚(yú)模型:觀察脊背節(jié)間血管個(gè)數(shù)(完整血管和缺陷血管)。方法參照文獻(xiàn)[3]。
2.1 紅參水煎液對(duì)斑馬魚(yú)腸下靜脈的作用 與空白對(duì)照組相比,紅參水煎液3 μg/mL組、30 μg/mL組、100 μg/mL組平均出芽數(shù)明顯增多(P<0.01),紅參水煎液各濃度組平均交叉數(shù)比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),紅參水煎液10 μg/mL組腸下血管直徑有所增加(P<0.05)。詳見(jiàn)表1、圖1。
表1 各組平均出芽數(shù)、平均交叉數(shù)、血管直徑比較
圖1 紅參水煎液對(duì)斑馬魚(yú)腸下血管的作用
2.2 紅參水煎液對(duì)VRI誘導(dǎo)斑馬魚(yú)血管損傷模型的作用 與空白對(duì)照組相比,VRI組及紅參水煎液各濃度組完整血管明顯減少,缺陷血管增多,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01);與VRI組相比,紅參水煎液1 μg/mL組完整型血管有所增多(P<0.05),紅參水煎液3 μg/mL組、10 μg/mL組、30 μg/mL組、100 μg/mL組完整型血管明顯增多(P<0.01),紅參水煎液10 μg/mL組、100 μg/mL組缺陷血管明顯減少(P<0.01)。詳見(jiàn)表2及圖2。
表2 各組完整血管、缺陷血管比較(±s) 單位:條
圖2 紅參水煎液對(duì)斑馬魚(yú)節(jié)間血管的作用
紅參是由人參經(jīng)高溫蒸制等工序加工后得到,在化學(xué)成分上較生曬參更為豐富,并產(chǎn)生人參皂苷Rg3等特有的化合物[4],具有很好的藥理作用。在抗疲勞、抗衰老等方面,黃寶亮等[5]發(fā)現(xiàn)紅參中的精氨酸雙糖苷可改善小鼠力竭性游泳所致疲勞及免疫功能,具有抗疲勞及增強(qiáng)免疫的功效;曾露露等[6]使用紅參提取物干預(yù)D-半乳糖所致亞急性衰老小鼠,發(fā)現(xiàn)紅參提取物有明顯的抗衰老作用,機(jī)制可能與增強(qiáng)機(jī)體免疫能力、清除自由基和炎性因子有關(guān)。此外,紅參還有很多其他功效,如金光日等[7]使用紅參水提物對(duì)哮喘小鼠氣管炎癥進(jìn)行治療,發(fā)現(xiàn)紅參水提物可以抑制氣管炎癥,且可能通過(guò)抑制NF-κB p65等核轉(zhuǎn)錄因子來(lái)調(diào)節(jié)Th2;金玲等[8]發(fā)現(xiàn)紅參皂苷Rg5可以降低1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氫吡啶離子(MPP+)誘導(dǎo)的SH-SY5Y細(xì)胞活性氧族(ROS)和酪氨酸羥化酶表達(dá)水平,改善神經(jīng)細(xì)胞氧化應(yīng)激狀態(tài);梁鈺彬等[9]發(fā)現(xiàn)紅參提取物可以促進(jìn)人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞合成與一氧化氮釋放,降低內(nèi)皮素-1含量,發(fā)揮舒張血管作用。由此可見(jiàn),紅參藥效的多效性值得深入研究。
促進(jìn)血管生長(zhǎng)是治療心血管疾病的主要研究方向,而紅參是否具有促進(jìn)血管生長(zhǎng)作用的報(bào)道不多。本研究在正常斑馬魚(yú)模型中發(fā)現(xiàn),紅參水煎液雖然不能增加斑馬魚(yú)腸下靜脈的交叉數(shù),但在一定濃度時(shí)可增加腸下靜脈的出芽數(shù)和增加斑馬魚(yú)腸下靜脈的直徑。而在VRI誘導(dǎo)的血管損傷模型中,使用VRI進(jìn)行血管損傷模型構(gòu)建。VRI可以阻斷血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)信號(hào)通路,而后者主要通過(guò)VEGF/VEGF受體(VEGFR)通路發(fā)揮促進(jìn)血管生長(zhǎng)的作用,是重要的生長(zhǎng)因子[10],亦是重要的干預(yù)對(duì)象。本研究發(fā)現(xiàn),紅參水煎液各濃度均有一定的恢復(fù)血管生長(zhǎng)的作用,并且10 μg/mL時(shí)效果最好。這些結(jié)果均說(shuō)明紅參有一定的促進(jìn)血管生長(zhǎng)作用,并且與前期生曬參水煎液比較[3],紅參水煎液促進(jìn)血管生長(zhǎng)的效果似乎更穩(wěn)定和明顯。孫娜等[11]將近20年中國(guó)知網(wǎng)、萬(wàn)方、維普等數(shù)據(jù)庫(kù)中關(guān)于人參及炮制品的文獻(xiàn)資料進(jìn)行總結(jié)后發(fā)現(xiàn),在人參加工成紅參過(guò)程中,產(chǎn)生了紅參特有成分,包括人參皂苷Rh2、Rs1等,并使人參在抗腫瘤、抗疲勞、抗衰老及促進(jìn)組織血液循環(huán)方面的活性增強(qiáng)。張淼等[12]亦認(rèn)為,人參經(jīng)過(guò)加工炮制后,所含有效成分如皂苷類、揮發(fā)油、糖類等均發(fā)生復(fù)雜變化,并同時(shí)伴有新的物質(zhì)生成。當(dāng)然,紅參與生曬參到底有哪些物質(zhì)成分差異,其藥效有哪些異同還需更多的研究證實(shí),并且此次研究中,紅參促進(jìn)血管生長(zhǎng)的藥效較生曬參似乎更好,是否與炮制過(guò)程中的物質(zhì)變化有關(guān)需要進(jìn)一步研究。而趙遠(yuǎn)等[13]建立的大鼠脾氣虛證模型,采用生曬參之四君子湯與紅參之四君子湯進(jìn)行觀察比較,發(fā)現(xiàn)兩組均有較好的血管保護(hù)作用,但以生曬參更優(yōu)。這說(shuō)明紅參與生曬參各有治療側(cè)重點(diǎn),在臨床應(yīng)用中還是要靈活機(jī)變,辨證論治,達(dá)到最好療效。
總之,本研究發(fā)現(xiàn)紅參具有一定的促進(jìn)血管生長(zhǎng)作用,并且可能與VEGF有關(guān)。在后續(xù)研究中可以使用小鼠或大鼠進(jìn)一步進(jìn)行觀察和驗(yàn)證,以得到更強(qiáng)有力的證據(jù)。